JP7254443B2 - Vibration generation system, signal generation device, and vibrating device - Google Patents
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Description
本発明は、人体に装着されて使用される加振器を備える振動発生システム、信号生成装置、及び加振装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vibration generation system, a signal generation device, and a vibration excitation device that are equipped with a vibration exciter that is worn on the human body.
イヤホンやヘッドホンでは、迫力ある重低音を再生することは難しい。迫力ある重低音を再生するには、大きなストロークのスピーカが必要であり、カナル型イヤホン等の小型のイヤホンやヘッドホンでは、スピーカのストロークを確保することが難しい。 It is difficult to reproduce powerful deep bass with earphones or headphones. A speaker with a large stroke is required to reproduce powerful deep bass, and it is difficult to secure a speaker stroke with a small earphone or headphone such as a canal-type earphone.
これに対して、低域の信号を機械的な振動に変換する振動ユニットを搭載した体感振動ヘッドホンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。体感振動ヘッドホンでは、一定程度の低音感や臨場感を再現できる。また、CD装置からの音楽信号を振動用と、スピ-カ・イヤホン用とに分岐して、振動用の音楽信号を振動器に入力し、振動棒を振動器の振動に共振して振動させて、振動を肌接触部から伝搬させる音響振動棒システムが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In response to this, there has been proposed a sensory vibration headphone equipped with a vibration unit that converts low-frequency signals into mechanical vibrations (see, for example, Patent Document 1). Sensory vibration headphones can reproduce a certain degree of bass and realism. Also, the music signal from the CD device is branched for vibration and for speaker/earphone, the music signal for vibration is input to the vibrator, and the vibration bar is vibrated by resonating with the vibration of the vibrator. Accordingly, an acoustic vibration rod system has been proposed that propagates vibrations from the skin contact portion (see, for example, Patent Document 2).
上述の体感振動ヘッドホンのように、ヘッドホンに加振器を内蔵しただけでは、個人の嗜好への対応、音楽性の表現、又は没入感を達成するには限界があり、幅広い音楽体験のニーズを満たすには不十分であった。また上述の音響振動棒システムのように、振動棒を振動器の振動に共振して振動させるものも同様に、幅広い音楽体験のニーズを満たすには不十分であった。 Just incorporating a vibration exciter into headphones, like the above-mentioned sensory vibration headphones, has limitations in responding to individual tastes, expressing musicality, or achieving a sense of immersion. was insufficient to meet Also, like the acoustic vibration rod system described above, a vibration rod that vibrates by resonating with the vibration of the vibrator has also been insufficient to meet the needs of a wide range of musical experiences.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、より柔軟で、より臨場感のある音楽体験を実現するための技術を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for realizing a more flexible and realistic music experience.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の振動発生システムは、人体に装着されて使用される加振器と、入力される音楽信号から、設定された周波数帯域の信号を抽出する可変フィルタ部と、前記可変フィルタ部により抽出された周波数帯域の信号を設定されたゲインで増幅する可変増幅部と、前記可変増幅部によりゲイン調整された信号を設定された前記加振器の振動出力の遅延量で遅延させる可変遅延部と、前記可変フィルタ部により抽出され、前記可変増幅部及び前記可変遅延部により調整された信号をもとに、前記加振器を駆動する駆動部と、設定する周波数帯域、ゲイン及び遅延量を調整可能な操作部と、を備える。 In order to solve the above problems, a vibration generation system according to one aspect of the present invention includes a vibration exciter that is worn on the human body and a variable frequency band that extracts a signal in a set frequency band from an input music signal. a filter unit; a variable amplifier unit that amplifies a signal in a frequency band extracted by the variable filter unit with a set gain; a variable delay unit for delaying by a delay amount of , a driving unit for driving the exciter based on the signal extracted by the variable filter unit and adjusted by the variable amplifier unit and the variable delay unit; and an operation unit that can adjust the frequency band , gain, and delay amount .
本発明の別の態様は、信号生成装置である。この装置は、人体に装着されて使用される加振器と前記加振器を駆動する駆動部とを備える加振装置と、有線または無線で接続された信号生成装置であって、音楽信号から、設定された周波数帯域の信号を抽出する可変フィルタ部と、前記可変フィルタ部により抽出された周波数帯域の信号を設定されたゲインで増幅する可変増幅部と、前記可変増幅部によりゲイン調整された信号を設定された前記加振器の振動出力の遅延量で遅延させる可変遅延部と、前記可変フィルタ部により抽出され、前記可変増幅部及び前記可変遅延部により調整された信号を前記加振装置に出力する出力部と、設定する周波数帯域、ゲイン及び遅延量を調整可能な操作部と、を備える。 Another aspect of the invention is a signal generator. This device comprises a vibrating device equipped with a vibration exciter worn on the human body and a drive unit for driving the vibrator, and a signal generation device connected by wire or wirelessly, a variable filter section for extracting a signal in a set frequency band; a variable amplifier section for amplifying the signal in the frequency band extracted by the variable filter section with a set gain; a variable delay unit for delaying a signal by a set delay amount of the vibration output of the vibration exciter ; and an operation unit capable of adjusting the frequency band , gain and delay amount to be set.
本発明のさらに別の態様は、加振装置である。この装置は、音楽信号から、設定された周波数帯域の信号を抽出する可変フィルタ部と、前記可変フィルタ部により抽出された周波数帯域の信号を設定されたゲインで増幅する可変増幅部と、前記可変増幅部によりゲイン調整された信号を設定された加振器の振動出力の遅延量で遅延させる可変遅延部と、前記可変フィルタ部により抽出され、前記可変増幅部及び前記可変遅延部により調整された信号を出力する出力部と、設定する周波数帯域、ゲイン及び遅延量を調整可能な操作部と、を備える信号生成装置と有線または無線で接続された加振装置であって、人体に装着されて使用される前記加振器と、前記信号生成装置から前記可変フィルタ部より抽出され、前記可変増幅部及び前記可変遅延部により調整された信号を取得する入力部と、入力された信号をもとに、前記加振器を駆動する駆動部と、を備える。 Yet another aspect of the present invention is a vibrating device. This device includes a variable filter section for extracting a signal in a set frequency band from a music signal, a variable amplifier section for amplifying the signal in the frequency band extracted by the variable filter section with a set gain, and the variable A variable delay unit that delays the signal gain-adjusted by the amplification unit by the set delay amount of the vibration output of the vibrator ; A vibrating device connected to a signal generating device by wire or wirelessly, comprising an output unit for outputting a signal, and an operation unit capable of adjusting a frequency band , gain, and delay amount to be set, and is worn on the human body. The vibration exciter used, an input unit for acquiring the signal extracted from the variable filter unit from the signal generation device and adjusted by the variable amplification unit and the variable delay unit , and the input signal and a drive unit for driving the vibrator.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the above constituent elements, and conversion of expressions of the present invention between methods, devices, systems, computer programs, etc. are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、より柔軟で、より臨場感のある音楽体験を実現することができる。 According to the present invention, a more flexible and realistic music experience can be realized.
図1は、本発明の実施の形態に係る振動発生システム1の構成を示すブロック図である。振動発生システム1は、既存の音楽再生装置10及びイヤホン・ヘッドホン40と組み合わせて使用される。音楽再生装置10には、スマートフォン、DAP(Digital Audio Player)、CDプレーヤ等を使用することができる。イヤホン・ヘッドホン40には、オーバーヘッド型のヘッドホン、カナル型のイヤホン、インナーイヤー型のイヤホン等を使用することができる。なおワイヤレスのイヤホン・ヘッドホン40を使用することもできる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vibration generating
振動発生システム1は、信号生成装置20及び加振装置30を備える。信号生成装置20は、入力部21、プリアンプ部22、出力部23、制御部24、表示部25、操作部26、入力側フォーンジャックJ1、及び出力側フォーンジャックJ2を備える。信号生成装置20の入力部21は、有線入力部211及び無線通信部212を含む。
A
信号生成装置20と音楽再生装置10は、有線または無線で接続される。両者が有線で接続される場合、両者は、両端にフォーンプラグが取り付けられたケーブルで接続される。信号生成装置20の入力側フォーンジャックJ1には、当該ケーブルの一端のフォーンプラグが挿入される。両者が無線で接続される場合、両者は、近距離無線通信(本明細書では、Bluetooth(登録商標)を想定する)で接続される。
The signal generating
信号生成装置20の筐体内において、入力側フォーンジャックJ1に接続される信号線は分岐され、出力側フォーンジャックJ2と有線入力部211にそれぞれ接続される。有線入力部211は、音楽再生装置10から出力される音楽信号を取得し、プリアンプ部22に出力する。音源信号がステレオの場合、音楽再生装置10から左チャンネル信号と右チャンネル信号を取得する。音楽信号のソースには、MP3音源、CD音源、ハイレゾ音源等を使用することができる。
In the housing of the
信号生成装置20の出力側フォーンジャックJ2には、イヤホン・ヘッドホン40に接続されたケーブルのフォーンプラグが挿入可能である。この接続形態では信号生成装置20は、音楽再生装置10から入力される音楽信号を有線入力部211から取り込むとともに、イヤホン・ヘッドホン40にパススルーする。
A phone plug of a cable connected to the earphone/
無線通信部212はアンテナ(不図示)を備え、当該アンテナを介して近距離無線通信するための通信処理を行う。図1では無線通信部212は、音楽再生装置10の無線通信部(不図示)とペアリング接続され、音楽再生装置10から近距離無線通信により送信される音楽信号を受信し、プリアンプ部22に出力する。
A
ワイヤレスのイヤホン・ヘッドホン40が使用される場合、イヤホン・ヘッドホン40の無線通信部(不図示)と音楽再生装置10の無線通信部(不図示)がペアリング接続され、音楽再生装置10から近距離無線通信によりイヤホン・ヘッドホン40に音楽信号が送信される。イヤホン・ヘッドホン40に送信される音楽信号と、信号生成装置20に送信される音楽信号は基本的に同一のものである。
When wireless earphones/
図1に示す例では、信号生成装置20が音楽再生装置10と有線接続と無線接続の両方が可能な構成を示している。有線接続のみが可能な構成を採用する場合、無線通信部212は省略される。無線接続のみが可能な構成を採用する場合、有線入力部211、入力側フォーンジャックJ1及び出力側フォーンジャックJ2は省略される。
The example shown in FIG. 1 shows a configuration in which the signal generating
プリアンプ部22は、信号加工部221、可変フィルタ部222、可変増幅部223、及び可変遅延部224を含む。信号加工部221は、左チャンネル信号と右チャンネル信号を合成してモノラル信号を生成し、可変フィルタ部222に出力する。なお、左チャンネル信号と右チャンネル信号の一方を可変フィルタ部222に出力する方式でもよい。プリアンプ部22にモノラル信号が入力される場合は、信号加工部221はそのままモノラル信号を可変フィルタ部222に出力する。なお、加振器33がL用とR用の2つ設けられる場合、左チャンネル信号と右チャンネル信号(ステレオ信号)をそのまま可変フィルタ部222に出力する。ステレオの方が、例えば、中高域のホール感などの効果が期待できる。
The
可変フィルタ部222は、入力される音楽信号から、設定された周波数帯域の信号を抽出する。可変フィルタ部222は、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びハイパスフィルタの少なくとも1つを含む。ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びハイパスフィルタは、アナログ回路で構成されてもよいし、デジタル信号処理で実現されてもよい。ローパスフィルタの遮断周波数、バンドパスフィルタの上側の遮断周波数と下側の遮断周波数、及びハイパスフィルタの遮断周波数は可変である。
The
ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びハイパスフィルタをアナログ回路で構成する場合、抵抗や容量の定数を可変とすることにより、それぞれの遮断周波数を調整することができる。ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びハイパスフィルタをデジタルフィルタ(例えば、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタ、FIR(Finite Impullse Response)フィルタ)で構成する場合、サンプリング周期や重み係数を可変とすることにより、それぞれの遮断周波数を調整することができる。 When a low-pass filter, a band-pass filter, and a high-pass filter are configured by analog circuits, the respective cut-off frequencies can be adjusted by making constants of resistance and capacitance variable. When the low-pass filter, band-pass filter, and high-pass filter are composed of digital filters (for example, IIR (Infinite Impulse Response) filter, FIR (Finite Impulse Response) filter), each Cutoff frequency can be adjusted.
可変増幅部223は、可変フィルタ部222により抽出された周波数帯域の音楽信号を、設定されたゲインで増幅する。これにより、音楽信号の音量(振動量)が調整される。
The
可変遅延部224は、可変増幅部223によりゲイン調整された音楽信号を、設定された遅延量で遅延させる。これにより、イヤホン・ヘッドホン40から耳に伝達される音波と、加振器33から人体(骨)に伝達される振動との時差を調整することができる。なお、可変遅延部224を省略した構成も可能である。その場合、遅延量は固定となる。
The
プリアンプ部22により周波数帯域、量、及び時間の少なくとも1つが調整された音楽信号は、出力部23に出力される。出力部23は無線通信部231を含む。無線通信部231はアンテナ(不図示)を備え、当該アンテナを介して近距離無線通信するための通信処理を行う。図1では無線通信部231は、加振装置30の無線通信部311とペアリング接続され、プリアンプ部22により調整された音楽信号と、抽出した帯域情報を近距離無線通信により無線通信部311に送信する。なお、信号生成装置20と加振装置30間は有線ケーブルで接続されてもよい。その場合、信号生成装置20において無線通信部231の代わりに有線出力部が設けられ、加振装置30において無線通信部311の代わりに有線入力部が設けられる。
The music signal adjusted in at least one of the frequency band, amount, and time by the
制御部24は、信号生成装置20全体を制御する。制御部24は例えば、マイクロプロセッサで構成される。表示部25は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等のディスプレイを備え、制御部24により生成された画像を表示する。操作部26は、スイッチ、ボタン、ダイヤルつまみ、タッチパネル等のユーザインタフェースを備え、ユーザの操作を受け付ける。表示部25と操作部26は一体化されたタッチパネルディスプレイで構成されてもよい。
The
制御部24は、操作部26に対してなされたユーザの操作に基づき、抽出する周波数帯域を可変フィルタ部222に設定し、ゲインを可変増幅部223に設定し、遅延量を可変遅延部224に設定する。
The
加振装置30は、入力部31、駆動制御部32及び加振器33を備える。入力部31は無線通信部311を含む。駆動制御部32は増幅部321及び調整部322を含む。無線通信部311は、信号生成装置20の無線通信部231とペアリング接続され、信号生成装置20から近距離無線通信により送信される音楽信号と帯域情報を受信する。無線通信部311は、音楽信号を増幅部321に出力し、帯域情報を調整部322に出力する。
The
加振器33は、人体の任意の位置に装着されて使用される。加振器33には、動電型、圧電型、静電型などの既存の加振器のいずれを用いてもよい。なお、イヤホン・ヘッドホン40から耳に伝達される音波と、加振器33から人体(骨)に伝達される振動との時差をできるだけ小さくする観点からは、応答速度が速い加振器を用いることが好ましい。
The
増幅部321は、入力部31から入力される音楽信号を、加振器33の駆動用信号に変換する。例えば、動電型の加振器33が用いられる場合、音楽信号を、コイルに流す駆動電流に変換する。また圧電型の加振器33が用いられる場合、音楽信号を、圧電素子(ピエゾ素子)に印加する電圧に変換する。
The
調整部322は、入力される帯域情報をもとに、加振器33の共振周波数を最適な周波数に調整する。調整部322は、加振器33の共振周波数を調整可能な範囲内において、加振器33の共振周波数を、帯域情報に含まれるプリアンプ部22で抽出された帯域の中心周波数に近づける。調整部322は、加振器33の物理的特性(例えば、バネ定数)を変位させることにより加振器33の共振周波数を調整することができる。なお圧電素子の中には、電気的な制御により共振周波数を調整できるものもある。その場合、電圧を調整することにより加振器33の共振周波数を調整することができる。
The
なお、共振周波数が調整できない加振器33が用いられる場合は調整部322は省略される。その場合、加振器33の共振周波数は固定となる。
Note that the
加振器33は、装着する人体の部位に応じて、体感できる振動レベルが大きく異なる。これは、骨振動の共振周波数の影響であると考えられる。アルフレッド・トマティス博士の研究によれば、骨振動の共振周波数は、背骨より頭蓋骨の方が高いとされている。背骨の共振周波数は仙骨、腰椎、胸椎、頚椎と上に上がるほど高くなる。頭蓋骨の共振周波数も、後頭骨より、頭頂骨の方が高くなる。従って、低域の振動ほど背骨の低い位置に装着した方が、体感できる振動レベルが大きくなる。よって、イヤホン・ヘッドホン40で再現しにくい低域を強調したい場合は、加振器33を腰部に装着することが効果的となる。しかしながら、一般ユーザにおいて、骨の共振周波数についての知識を持つものは少なく、加振器33の装着位置をユーザにガイダンスするユーザインタフェースを設けることが望まれる。
The
図2は、表示部25に表示される操作画面25aの第1の例を示す図である。図2に示す操作画面25aでは、加振器33で強調したい周波数帯域と、加振器33を装着すべき人体の部位との対応関係が示されている。図2では、加振器33で強調される周波数帯域が4つに分類されており、それぞれの周波数帯域の音の特徴がそれぞれ言葉で表現されている。図2では、周波数帯域が4kHz以上の帯域(A帯域)、4kHz~1kHzの帯域(B帯域)、1kHz~375Hzの帯域(C帯域)、375Hz以下の帯域(D帯域)の4つに分類されており、ユーザは4つの帯域の中から強調したい帯域を選択することができる。
FIG. 2 is a diagram showing a first example of the
図2では、A帯域の音の特徴は輝き・ツヤ・透明感と表現されており、A帯域が選択される場合は頭蓋骨の上部に対応する位置に加振器33を装着すべきことが示されている。B帯域の音の特徴は高域の厚み・芯と表現されており、B帯域が選択される場合は頭蓋骨の下部から胸骨の中心までの範囲に対応する位置に加振器33を装着すべきことが示されている。C帯域の音の特徴はボリューム感と表現されており、C帯域が選択される場合は胸骨の中心から腰骨の下端までの範囲に対応する位置に加振器33を装着すべきことが示されている。D帯域の音の特徴は低音の厚み・量感・太さと表現されており、D帯域が選択される場合は腰骨の下端から仙骨の下端までの範囲に対応する位置に加振器33を装着すべきことが示されている。
In FIG. 2, the characteristics of sound in the A band are expressed as brilliance, luster, and transparency, indicating that the
ユーザは、操作画面25a内のA帯域に対応するゾーンZaをタッチすることによりA帯域を選択することができ、B帯域に対応するゾーンZbをタッチすることによりB帯域を選択することができ、C帯域に対応するゾーンZcをタッチすることによりC帯域を選択することができ、D帯域に対応するゾーンZdをタッチすることによりD帯域を選択することができる。
The user can select the A band by touching the zone Za corresponding to the A band in the
操作画面25a内には、加振器33の振動のボリュームを調整するためのボリューム調整バー、及びイヤホン・ヘッドホン40からの音波出力に対する加振器33からの振動出力の遅延量を調整するための遅延調整バーが表示されている。ユーザは、当該ボリューム調整バー上のスライドバーS1を調整することにより、加振器33の振動のボリュームを調整することができ、上記遅延調整バー上のスライドバーS2を調整することにより、加振器33の振動出力の遅延量を調整することができる。
In the
図3は、表示部25に表示される操作画面25bの第2の例を示す図である。図3に示す操作画面25bでは、加振器33で強調される周波数帯域が4つに分類されており、それぞれの周波数帯域の楽器・ボーカルの音の特徴がそれぞれ言葉で表現されている。
FIG. 3 is a diagram showing a second example of the
図3では、A帯域の音の特徴としてピアノの音は透明感・輝き、ドラムの音はハットの切れ、ボーカルの音は輝き・ツヤ・透明感とそれぞれ表現されている。B帯域の音の特徴としてベースの音は音量感・存在感、ピアノの音はアタック感・芯・鍵盤の重さ、ドラムの音はスネア、タムのアタック感、ボーカルの音は芯・輪郭とそれぞれ表現されている。C帯域の音の特徴としてベースの音は音量感・存在感、ピアノの音は音量感・存在感、ドラムの音はスネア、タムのアタック感、ボーカルの音は響き・厚み・温かみとそれぞれ表現されている。D帯域の音の特徴としてベースの音は重心・重さ、ピアノの音は迫力・厚み、ドラムの音はキックの厚み・太さ、ボーカルの音は太さ・胸の共鳴とそれぞれ表現されている。それ以外の表示は、図2の操作画面25aと同じである。
In FIG. 3, as the characteristics of the sounds in the A band, the sounds of the piano are expressed as transparent and brilliant, the sounds of the drums are expressed as broken hats, and the sounds of vocals are expressed as brilliant, glossy and transparent. The characteristics of the B-band sound are the volume and presence of the bass sound, the attack feeling, core, and weight of the keyboard of the piano sound, the snare and tom attack feeling of the drum sound, and the core and outline of the vocal sound. are expressed respectively. The characteristics of the C band sound are the volume and presence of the bass sound, the volume and presence of the piano sound, the snare and tom attack of the drum sound, and the reverberation, depth and warmth of the vocal sound. It is The sound of the D band is characterized by the center of gravity and weight of the bass sound, the power and thickness of the piano sound, the thickness and thickness of the kick drum sound, and the thickness and chest resonance of the vocal sound. there is Other displays are the same as those of the
図4は、表示部25に表示される操作画面25cの第3の例を示す図である。図4に示す操作画面25cでは、加振器33で強調したい周波数帯域が、音楽ジャンルで分類されている。図4では、周波数帯域が1kHz以上の帯域(A帯域)、1kHz未満の帯域(B帯域)の2つに分類されており、ユーザは2つの帯域から強調したい帯域を選択することができる。
FIG. 4 is a diagram showing a third example of the
図4では、A帯域の音楽ジャンルとして、リズム、アタック系、ポップス、クラシック系が示されており、A帯域が選択される場合は頭蓋骨の上端から胸骨の中心までの範囲に対応する位置に加振器33を装着すべきことが示されている。B帯域の音楽ジャンルとして、ビート系、ボーカル系、ロック、ジャズ系が示されており、B帯域が選択される場合は胸骨の中心から仙骨の下端までの範囲に対応する位置に加振器33を装着すべきことが示されている。
In FIG. 4, rhythm, attack, pops, and classical music are shown as music genres of the A band. It is indicated that the
ユーザは、操作画面25c内のA帯域に対応するゾーンZaをタッチすることによりA帯域を選択することができ、B帯域に対応するゾーンZbをタッチすることによりB帯域を選択することができる。
The user can select the A band by touching the zone Za corresponding to the A band in the
図2-図4に示した操作画面25a-25cは一例であり、他の表示形式であってもよい。例えば、強調したい周波数帯域の上限と下限をユーザが具体的な数値で指定できる形式でもよい。 The operation screens 25a to 25c shown in FIGS. 2 to 4 are examples, and other display formats may be used. For example, a format in which the user can specify the upper and lower limits of the frequency band to be emphasized by specific numerical values may be used.
図5(a)、(b)は、加振装置30の装着方法の具体例を示す図である。図5(a)は、加振装置30をパンツやスカートのベルトB1の内側に装着する例である。加振装置30は板状に構成され、加振器33の振動面が人体に接触するように装着される。例えば、加振装置30は簡易なケースに収納されて、ベルトB1の内側にクリップで固定される。また面ファスナ(例えば、マジックテープ(登録商標))を用いて、加振装置30の裏面をベルトB1の内側に固定してもよい。図5(b)は、加振装置30をシートベルトB2の内側に装着する例である。なお図5(a)、(b)に示す加振装置30の形状や装着方法は一例であり、図5(a)、(b)に限定されるものではない。
5(a) and 5(b) are diagrams showing a specific example of a mounting method of the vibrating
以上説明したように本実施の形態によれば、イヤホン・ヘッドホン40を装着する部位以外の部位に加振器33を装着することにより、イヤホン・ヘッドホン40だけでは得られない臨場感、没入感を得ることができる。即ち、プリアンプ部22から出力される音楽信号により加振器33を駆動し、その振動を身体に伝えることで、イヤホン・ヘッドホン40の音との相乗効果を伴う迫力ある音楽体験を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, by attaching the
身体(骨)の共振を利用するため、加振器33の共振周波数の精度を要せず、耳からだけでなく身体全体で低音感、臨場感を得ることができる。既存のヘッドホン内蔵型の加振器では、加振器の共振周波数および装着位置が固定であったため、加振器の共振周波数に近い振動が常に大きくなり、体感したい帯域のみの振動を得ることが難しかった。
Since the resonance of the body (bone) is used, the precision of the resonance frequency of the
これに対して本実施の形態に係る振動発生システム1では、内蔵する可変フィルタ部222により周波数帯域を限定することが可能であり、不必要な音楽信号(振動)を抑制することが可能である。更に本実施の形態に係る振動発生システム1では、身体の任意の部位に加振器33を装着することが可能であるため、例えば低音感が欲しい場合、腰部に装着することで臨場感を向上させることができる。
On the other hand, in the
また、振動に変換する音楽信号の帯域、量を個別に調整でき、イヤホン・ヘッドホン40からの音波出力との時間差も調整できる。従って、個人の嗜好に応じた柔軟な調整が可能であり、没入感を更に高めることができる。
In addition, the band and amount of the music signal to be converted into vibration can be individually adjusted, and the time difference from the sound wave output from the earphone/
また、既存の音楽再生装置10及びイヤホン・ヘッドホン40と併用できるため、ユーザが振動発生システム1を導入するコストは低く、既存の資源を有効活用することができる。また、強調される周波数帯域と、加振器33を装着すべき人体の部位との対応関係を視覚的に表示することにより、本実施の形態に係る振動発生システム1をユーザが簡単に使いこなすことができる。
In addition, since it can be used in combination with the existing
また本実施の形態に係る振動発生システム1は難聴予防にも効果を発揮する。
図6は、等ラウドネス曲線を示す図である。図6に示す等ラウドネス曲線は、ISO226:2003で規格化された等ラウドネス曲線である。等ラウドネスレベル曲線とは、音の周波数を変化させたときに、人間の聴覚により等しい音の大きさに聞こえる音圧レベルを結んで作成される周波数特性曲線である。
Further, the
FIG. 6 is a diagram showing equal loudness curves. The equal loudness curve shown in FIG. 6 is an equal loudness curve standardized by ISO226:2003. An equal loudness level curve is a frequency characteristic curve that is created by connecting sound pressure levels at which the sound is perceived as equal in volume by human hearing when the frequency of the sound is changed.
米国労働安全衛生庁(OSHA)のガイドラインでは、極端に大きな音を長時間聴き続けると、耳を傷める原因となり、慢性的な騒音性聴力障害(NIHL)を引き起こす恐れがあると報告されている。上記ガイドラインでは、各音圧において、聴覚を損なわずに聴き続けられる時間として以下のように規定されている。
90dB SPL 8時間
95dB SPL 4時間
100dB SPL 2時間
105dB SPL 1時間
110dB SPL 30分
115dB SPL 15分
120dB SPL 要回避
U.S. Occupational Safety and Health Administration (OSHA) guidelines report that prolonged exposure to extremely loud sounds can damage your ears, leading to chronic noise-induced hearing loss (NIHL). According to the above guidelines, the duration of continuous listening without impairing hearing at each sound pressure level is defined as follows.
90 dB SPL 8 hours 95
一般的な人間の聴覚は2kHz~4kHzが最も敏感であるため、2kHz~4kHzの帯域の音を基準に、ヘッドホン等の音量を合わせようとするユーザが多い。図6において、80phonの等ラウドネス曲線の2kHz~4kHzの音圧レベルは約78dBであり、80phonの等ラウドネス曲線の125Hzの音圧レベルは約90dBである。その差は約12dBである。80phonの等ラウドネス曲線を基準に、2kHz~4kHzの帯域に音量を合わせてしまうと、125kHz以下では90dBを超える音圧を聴覚にさらすことになる。この場合、聴覚障害を引き起こす危険度が上がる。上記ガイドラインに示したように、90dB以上の音圧(図6のエリアA1参照)を長時間、聴覚にさらすと、聴覚障害を引き起こす危険性がある。 Generally, human hearing is most sensitive in the range of 2 kHz to 4 kHz, so many users try to adjust the volume of headphones or the like based on the sound in the band of 2 kHz to 4 kHz. In FIG. 6, the sound pressure level at 2 kHz-4 kHz for the equal loudness curve of 80 phon is about 78 dB, and the sound pressure level at 125 Hz for the equal loudness curve at 80 phon is about 90 dB. The difference is approximately 12 dB. If the volume is adjusted to the band of 2 kHz to 4 kHz based on the equal loudness curve of 80 phon, the sound pressure exceeding 90 dB will be exposed to the sense of hearing at 125 kHz or lower. In this case, the risk of causing hearing impairment increases. As shown in the above guideline, exposure to sound pressure of 90 dB or more (see area A1 in FIG. 6) for a long time may cause hearing impairment.
これに対して、エリアA1の音を加振器33による振動に切り替える(補てんする)ことで、等ラウドネス曲線の基準ラインを80phonから引き下げることができる。これにより、ユーザがヘッドホン等の全体音量を下げることが期待でき、ユーザの聴覚が90dBを超える音圧にさらされる可能性を低減することができる。
On the other hand, by switching (compensating for) the sound of the area A1 to the vibration by the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that this embodiment is merely an example, and that various modifications can be made to combinations of each component and each treatment process, and that such modifications are within the scope of the present invention. be.
図7は、変形例1に係る振動発生システム1の構成を示すブロック図である。変形例1では、図1に示した振動発生システム1の信号生成装置20の機能を、音楽再生装置10に内蔵させた構成である。例えば、音楽再生装置10がスマートフォンの場合、プリアンプ部22の機能をデジタル信号処理により実現するためのアプリケーションプログラムをインストールすることにより構成できる。また音楽再生装置10が、当初からプリアンプ部22の機能を内蔵している専用のDAPで構成されてもよい。変形例1では、音楽再生装置10内において音楽データ保持部11からプリアンプ部22に音楽データが直接供給されるため、音楽再生装置10と信号生成装置20間の通信は不要となる。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
図8は、変形例2に係る振動発生システム1の構成を示すブロック図である。変形例2は、複数の加振装置30a、30bを用いる例である。信号生成装置20内には、複数の加振装置30a、30bに応じた、複数のプリアンプ部22a、22bと出力部23a、23bが設けられる。1つの加振器33で広帯域の振動をカバーするのは難しい。そこで例えば、低域用の加振装置30aと高域用の加振装置30bを設けることにより、より広範囲の振動を発生させることができる。複数の加振装置30a、30bが設けられる場合、それぞれの抽出した周波数帯域に応じて、それぞれ人体の異なる部位に装着される。また複数の加振装置30a、30bは左チャンネル信号をもとに振動する加振装置30aと、右チャンネル信号をもとに振動する加振装置30bであってもよい。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the
上述の実施の形態ではプリアンプ部22により調整される周波数帯域、量、及び時間をユーザが手動で設定する例を説明した。この点、音楽再生装置10または信号生成装置20がインターネットに接続されている場合、音楽データのジャンル等の属性情報を取得し、制御部が自動設定することも可能である。また機器の内部または外部のAIエンジン(周波数判定部)に複数の音楽信号を解析させ、その解析結果と対象となる音楽信号をもとに上記周波数帯域、量、及び時間の少なくとも1つを自動調整させてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the user manually sets the frequency band, amount, and time adjusted by the
1 振動発生システム、 10 音楽再生装置、 11 音楽データ保持部、 20 信号生成装置、 21 入力部、 211 有線入力部、 212 無線通信部、 22 プリアンプ部、 221 信号加工部、 222 可変フィルタ部、 223 可変増幅部、 224 可変遅延部、 23 出力部、 231 無線通信部、 24 制御部、 25 表示部、 26 操作部、 30 加振装置、 31 入力部、 311 無線通信部、 32 駆動制御部、 321 増幅部、 322 調整部、 33 加振器、 40 イヤホン・ヘッドホン、 J1 入力側フォーンジャック、 J2 出力側フォーンジャック。
Claims (6)
入力される音楽信号から、設定された周波数帯域の信号を抽出する可変フィルタ部と、
前記可変フィルタ部により抽出された周波数帯域の信号を設定されたゲインで増幅する可変増幅部と、
前記可変増幅部によりゲイン調整された信号をイヤホンまたはヘッドホンから耳に伝達される音波と、前記加振器から人体に伝達される振動との時差を小さくするように調整する可変遅延部と、
前記可変フィルタ部により抽出され、前記可変増幅部及び前記可変遅延部により調整された信号をもとに、前記加振器を駆動する駆動部と、
設定する周波数帯域、ゲイン及び時差を調整可能な操作部と、
を備えることを特徴とする振動発生システム。 a vibration exciter that is worn and used on the human body;
a variable filter section for extracting a signal in a set frequency band from an input music signal;
a variable amplification unit that amplifies the frequency band signal extracted by the variable filter unit with a set gain;
a variable delay unit that adjusts the signal whose gain has been adjusted by the variable amplifier unit so as to reduce the time difference between the sound wave that is transmitted from the earphone or headphone to the ear and the vibration that is transmitted from the vibrator to the human body;
a drive unit that drives the vibrator based on the signal extracted by the variable filter unit and adjusted by the variable amplifier unit and the variable delay unit;
an operation unit capable of adjusting the frequency band, gain and time difference to be set;
A vibration generation system comprising:
さらに備えることを特徴とする請求項1に記載の振動発生システム。 a display unit for displaying a screen showing the correspondence relationship between the set frequency band and the part of the human body to which the vibrator is to be attached;
3. The vibration generating system of claim 1, further comprising:
前記複数の加振器はそれぞれ、人体の異なる部位に装着可能であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の振動発生システム。 A plurality of sets of the vibrator and the variable filter unit are provided,
5. The vibration generation system according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the plurality of vibrators can be attached to different parts of the human body.
音楽信号から、設定された周波数帯域の信号を抽出する可変フィルタ部と、
前記可変フィルタ部により抽出された周波数帯域の信号を設定されたゲインで増幅する可変増幅部と、
前記可変増幅部によりゲイン調整された信号をイヤホンまたはヘッドホンから耳に伝達される音波と、前記加振器から人体に伝達される振動との時差を小さくするように調整する可変遅延部と、
前記可変フィルタ部により抽出され、前記可変増幅部及び前記可変遅延部により調整された信号を前記加振装置に出力する出力部と、
設定する周波数帯域、ゲイン及び時差を調整可能な操作部と、
を備えることを特徴とする信号生成装置。
A vibrating device including a vibration exciter worn on the human body and a driving unit for driving the vibrator, and a signal generation device connected by wire or wirelessly,
a variable filter section for extracting a signal in a set frequency band from a music signal;
a variable amplification unit that amplifies the frequency band signal extracted by the variable filter unit with a set gain;
a variable delay unit that adjusts the signal whose gain has been adjusted by the variable amplifier unit so as to reduce the time difference between the sound wave that is transmitted from the earphone or headphone to the ear and the vibration that is transmitted from the vibrator to the human body;
an output unit that outputs the signal extracted by the variable filter unit and adjusted by the variable amplification unit and the variable delay unit to the vibration excitation device;
an operation unit capable of adjusting the frequency band, gain and time difference to be set;
A signal generation device comprising:
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